[實用新型]一種帶有HART協議轉換的模擬量輸出模塊和DCS系統

有效

• 申請號: 201922400201.1
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN211628040U
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 傅晨曄;蔣杰;王維建
• 申請（專利權）人: 上海新華控制技術集團科技有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

本實用新型一方面公開了一種帶有HART協議轉換的模擬量輸出模塊，涉及模擬量輸出領域領域，包括電源模塊、控制芯片模塊、信號隔離模塊、指示燈模塊、HART協議模塊、多路開關切換模塊和輸出驅動模塊，控制芯片模塊經過信號隔離模塊分別與輸出驅動模塊、多路開關切換模塊、HART協議模塊通信連接；控制芯片模塊通過串轉并的信號點亮指示燈模塊；電源模塊對輸出電路供電。本實用新型設計的模擬量輸出模塊實現了無擾動地切換通道上的HART協議；第二方面，本實用新型還公開了帶有HART協議轉換的模擬量輸出模塊的DCS系統。

技術領域

本實用新型涉及模擬量輸出領域，尤其涉及一種帶有HART協議轉換的模擬量輸出模塊。

背景技術

目前，分布式控制系統(Distributed Control Systems,簡稱DCS)已被廣泛應用于電力、石油、化工、鋼鐵、造紙、水泥、脫硫、除塵、水處理等自動化控制領域中，它是一個由過程控制級和過程監控級組成的以通信網絡為紐帶的多級計算機系統，綜合了計算機(Computer)、通訊(Communication)、顯示(CRT)和控制(Control)等4C技術，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態方便。新華DCS系統NetPAC是新華新一代的DCS系統。

HART協議(Highway Addressable Remote Transducer)，可尋址遠程傳感器高速通道的開放通信協議，是美國ROSEMOUNT公司于1985年推出的一種用于現場智能儀表和控制室設備之間的通信協議。目前HART協議已成為全球智能儀表的工業標準。

現有技術中，DCS系統中的模擬量輸出模塊僅負責模擬量信號4-20mA信號的輸出，并不解包HART協議，而使用專門獨立的HART模塊作為HART信息的傳輸。

因此，本領域的技術人員致力于開發一種帶有HART協議轉換的模擬量輸出模塊，使模擬量輸出模塊可以無擾動的切換通道上的HART協議。

實用新型內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本實用新型所要解決的技術問題是DCS系統的模擬量輸出模塊如何無擾動地切換通道上的HART協議，以滿足工業現場的需要。

為實現上述目的，本實用新型提供了一種帶有HART協議轉換的模擬量輸出模塊。包括電源模塊、控制芯片模塊、信號隔離模塊、指示燈模塊、HART協議模塊、多路開關切換模塊和輸出驅動模塊，所述控制芯片模塊經過所述信號隔離模塊分別與所述輸出驅動模塊、所述多路開關切換模塊、所述HART協議模塊通信連接；所述控制芯片模塊通過串轉并的信號點亮所述指示燈模塊；所述電源模塊對輸出電路供電；所述控制芯片模塊用于上位機通訊和信號處理；所述信號隔離模塊隔離輸出信號和所述控制芯片模塊；所述指示燈模塊用于信號輸出的指示；所述HART協議模塊解析和轉換HART協議；所述多路開關切換模塊用于輸出信號的回校和數模轉換。

進一步地，所述輸出驅動模塊輸出4-20mA的電流信號。

可選地，所述控制芯片模塊通過串口總線經過所述信號隔離模塊與所述HART協議模塊通訊。

可選地，所述控制芯片模塊通過SPI串行總線并經過所述信號隔離模塊后將數據傳送給所述輸出驅動模塊。

可選地，所述控制芯片模塊通過并行總線經過所述信號隔離模塊后控制多路開關切換模塊切換不同的通道。

可選地，所述電源模塊采用DC/DC電源模塊

進一步地，所述DC/DC電源模塊把24V電源轉換為±15V。

可選地，所述輸出驅動模塊包括回校、數模轉換器(DAC)和電流輸出電路。

可選地，所述數模轉換器(DAC)為8通道12位轉換芯片。

可選地，所述數模轉換器(DAC)配置內部參考基準，同時輸出8個通道的模擬量信號。